Солнечный гаджет очистит воду за час

Разработана инновационная система для обеззараживания питьевой воды, использующая энергию солнца. Это устройство призвано решить проблему доступа к чистой воде в регионах, где отсутствуют развитые технологии водоподготовки.

Ученые из Университета Коннектикута совместно с коллегами из Йельского университета представили компактное устройство, объединяющее несколько проверенных методов очистки воды с помощью солнечного света. Как отмечает Эрик Райберг, один из авторов исследования, такой подход позволяет обеспечить высокое качество воды, доступное для каждого, независимо от имеющихся ресурсов.

Среди используемых технологий: традиционное кипячение, которое, однако, требует значительных энергозатрат; физическая фильтрация через керамические или песчаные материалы, задерживающие крупные патогены; а также солнечная пастеризация, нагревающая воду до температуры, инактивирующей микроорганизмы, но зависящая от погодных условий.

Более простой метод — солнечное обеззараживание, когда вода, оставленная на солнце, под воздействием УФ-излучения уничтожает до 99,9% бактерий за шесть часов. УФ-A лучи вызывают окислительный стресс, а УФ-B лучи повреждают ДНК микроорганизмов. Однако вирусы, более устойчивые к этому методу, могут требовать до 30 часов воздействия.

Особое внимание уделяется методу с использованием фотосенсибилизаторов — веществ, которые под действием солнечного света активируют молекулы кислорода, превращая их в реактивные формы, способные уничтожать вирусы и бактерии. Этот подход особенно эффективен против вирусов, которые сложно нейтрализовать другими способами.

В новой системе применяется фотосенсибилизатор эритрозин, известный пищевой краситель. Его преимущество в том, что он меняет цвет воды по мере распада, сигнализируя о завершении процесса обеззараживания. При максимальной солнечной активности (1100 Вт/м²) вода очищается до безопасного уровня менее чем за час, а при последующих циклах — за 28 минут. Полевые испытания в Гватемале подтвердили эти результаты.

Система успешно прошла моделирование для различных климатических условий, показав, что способна обеспечивать рекомендованную ООН норму воды (50 литров на человека в день) практически круглый год.

Масштабируемость решения позволит применять его как на уровне отдельных домохозяйств, так и для нужд целых сообществ. Исследователи также работают над использованием натуральных фотосенсибилизаторов, таких как хлорофилл или гиперцин, чтобы снизить токсикологические риски.